【正文】 湖南大學(xué)土木工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）隧道整體工程設(shè)計(jì)與分析畢業(yè)論文目 錄第一章 工程概述 1 工程地質(zhì)條件 1 地形地貌 1 地層巖性 1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造 1 地震情況 1 水文地質(zhì)條件 1 隧道圍巖分類 1 圍巖物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 2 工程地質(zhì)評(píng)價(jià) 2 隧道設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及遵循規(guī)范 2 第二章 隧道整體設(shè)計(jì) 4 一般規(guī)定與設(shè)計(jì)原則 4 一般規(guī)定 4 設(shè)計(jì)原則 4 隧道橫斷面設(shè)計(jì)原則 4 隧道建筑限界 5 隧道襯砌內(nèi)輪廓設(shè)計(jì) 6 第三章 洞門設(shè)計(jì) 7 洞口地質(zhì)條件 7 洞門的設(shè)計(jì)方案 7 洞門形式的選擇 7 洞門構(gòu)造要求 7 驗(yàn)算滿足條件 8 洞門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 9 計(jì)算參數(shù) 9 建筑材料的容重和容許應(yīng)力 9 洞門各部尺寸擬定 9 洞門驗(yàn)算 9 洞門土壓力計(jì)算 9 抗傾覆驗(yàn)算 11 抗滑動(dòng)驗(yàn)算 12 基底合力偏心矩驗(yàn)算 13 墻身截面偏心矩及強(qiáng)度驗(yàn)算 13 洞口邊坡錨固設(shè)計(jì) 14 第四章 隧道洞身初期支護(hù)設(shè)計(jì) 15 支護(hù)形式的選擇及參數(shù)確定 15 Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖的初期支護(hù)設(shè)計(jì) 15 隧道的寬度與高度確定 15 判斷隧道深、淺埋 15 隧道圍巖壓力計(jì)算 16 錨噴支護(hù)的計(jì)算與設(shè)計(jì) 20 計(jì)算，及 20 V級(jí)圍巖段錨噴支護(hù)設(shè)計(jì) 26 IV級(jí)圍巖段錨噴支護(hù)設(shè)計(jì) 31 構(gòu)造要求 35 第五章 二襯設(shè)計(jì)計(jì)算 36 Ⅴ級(jí)圍巖二襯受力計(jì)算與配筋設(shè)計(jì) 36 Ⅳ級(jí)圍巖二襯受力計(jì)算與配筋設(shè)計(jì) 46 第六章 鉆孔爆破開挖 59 爆破材料的選取 59 Ⅴ級(jí)圍巖爆破開挖 59 Ⅳ級(jí)圍巖爆破開挖 59 炮眼直徑的確定 59 炮眼深度的確定 60 炸藥消耗量計(jì)算 60 第七章 隧道防排水設(shè)計(jì) 63 隧道防排水的一般規(guī)定 63 高速公路隧道防排水規(guī)定 63 隧道內(nèi)排水規(guī)定 63 路面結(jié)構(gòu)底部排水設(shè)施規(guī)定 63 隧道襯砌外排水設(shè)施規(guī)定 64 隧道防水的總體布置 64 洞門截排水設(shè)計(jì) 64 洞頂截水天溝設(shè)計(jì) 64 隧道復(fù)合式襯砌防水設(shè)計(jì) 65 洞內(nèi)防排水設(shè)計(jì) 65 變形縫和施工縫處理 66 洞內(nèi)外排水銜接 66 治水過(guò)程中的環(huán)境問(wèn)題 66 第八章 施工組織設(shè)計(jì) 67 工程概況 67 預(yù)定目標(biāo)承諾 67 編制說(shuō)明 67 工程施工總體部署 68 施工原則 68 施工主要對(duì)策 68 施工指導(dǎo)思想 69 隧道工程的施工順序 69 工程質(zhì)量和工期的保證措施 69 質(zhì)量保證措施 69 工期保證措施 71 質(zhì)量、安全保證體系 71 質(zhì)量保證體系 71 安全保證體系 72 施工方案和施工方法 72 工程區(qū)段的劃分 72 具體施工方法 72 鉆爆施工 73 勞動(dòng)力安排 74 洞內(nèi)裝飾 74 隧道防坍預(yù)防措施 74 第九章 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與信息化施工 76 地質(zhì)預(yù)報(bào) 76 監(jiān)控量測(cè) 76 隧道動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工 77 第十章 結(jié) 論 78 參考文獻(xiàn) 79 致 謝 80 80 第一章 工程概述 工程地質(zhì)條件 地形地貌隧道位于宿豫縣蔡集橋鄉(xiāng)玉皇村西100m處，進(jìn)口樁號(hào)K42+160，出口樁號(hào)K42+295，隧道全長(zhǎng)135m。隧址區(qū)屬中低山地貌，隧道進(jìn)口段基巖直接出露。山坡坡度20176。～30176。，～。山脊走向與等高線基本垂直，山脊上部較陡，下部較緩；進(jìn)口較緩，出口較陡。 地層巖性隧址區(qū)分布的地層主要為白堊系上統(tǒng)（K2）細(xì)沙巖夾薄層泥巖。黃褐色—棕紅色，泥質(zhì)—細(xì)粒結(jié)構(gòu)，厚度狀構(gòu)造。全強(qiáng)風(fēng)化巖體，節(jié)理裂隙不發(fā)育，呈微張狀，巖體呈塊狀碎石狀；弱風(fēng)化巖體，節(jié)理不發(fā)育，呈閉合狀，巖體呈巨塊狀。 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造隧址區(qū)屬秦嶺構(gòu)造帶東段，段裂構(gòu)造不發(fā)育。巖層產(chǎn)狀17176?！?8176。，洞走向與巖層走向夾角為1176。見有一組節(jié)理，產(chǎn)狀為： 325176?！?8176。平均每米一條。節(jié)理等結(jié)構(gòu)面組合易在拱頂及側(cè)壁形成不穩(wěn)定砌型體。 地震情況根據(jù)1：400萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB183062001），隧址區(qū)的地震基本烈度小于VI度；。 水文地質(zhì)條件隧址區(qū)地下水以基巖裂隙為主，賦水性相對(duì)貧乏，主要由大氣降水補(bǔ)給，施工期間未見地下水。 隧道圍巖分類隧道圍巖類別的劃分，原則上按《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTJ064─98)進(jìn)行，根據(jù)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)調(diào)繪，結(jié)合鉆探、巖土測(cè)試及淺層地震縱波波速值等綜合分析，可劃分為Ⅱ、Ⅲ、IV類圍巖。在進(jìn)出洞口段及左線中部，地形條件差、地質(zhì)條件復(fù)雜，洞頂板厚度薄，為第四系沖洪積、殘坡積土層及強(qiáng)～弱風(fēng)化層，受構(gòu)造作用影響，巖層破碎，呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)，施工建設(shè)條件差，劃分為Ⅱ類圍巖；塊石碎石狀結(jié)構(gòu)狀頁(yè)巖，劃分為Ⅲ類圍巖；在洞身頂覆蓋層較厚段，為強(qiáng)～微風(fēng)化頁(yè)巖，巖體相對(duì)完整，呈塊狀砌體結(jié)構(gòu)，劃分為Ⅳ類圍巖。 圍巖物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 依據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTJ064─98)附錄F，現(xiàn)推薦各類圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表 各類圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表圍巖類別密度（KN/m3）彈性抗力系數(shù)KMPa/m彈性模量E（靜態(tài)） Gpa泊松比μ計(jì)算摩擦角φ（176。）摩擦系數(shù)（圬工與圍巖）Ⅰ1001≤30≤Ⅱ100231Ⅲ200243Ⅳ500555Ⅴ12002067 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)右線進(jìn)出洞口穩(wěn)定性評(píng)價(jià)進(jìn)洞口段巖體均為全—強(qiáng)風(fēng)化細(xì)砂巖。風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙較發(fā)育，穩(wěn)定性較差，出口處圍巖頂板較薄，開挖施工不當(dāng)易坍塌，地表水易滲入洞。（1）主洞圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)洞身圍巖主要?jiǎng)澐譃镮I、III類圍巖。II類圍巖穩(wěn)定性差，洞室施工拱部支護(hù)不當(dāng)時(shí)，易產(chǎn)生打坍塌及側(cè)壁失穩(wěn)現(xiàn)象，雨季有降水滲入時(shí)，有滴水現(xiàn)象及局部有線狀水流滲入。III類圍巖節(jié)理裂隙等結(jié)構(gòu)面組合易在拱頂及側(cè)壁形成不穩(wěn)定楔形體，圍巖穩(wěn)定性一般，洞室施工拱部支護(hù)不當(dāng)時(shí)，可能發(fā)生坍塌，側(cè)壁有時(shí)失去穩(wěn)定性，屬弱透水層，巖體中可出現(xiàn)滴水現(xiàn)象（一般滲流）。（2）圍巖特征全—強(qiáng)風(fēng)細(xì)化沙夾泥巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，多呈微張狀，局部泥質(zhì)充填，呈碎石狀松散結(jié)構(gòu)—塊石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。RQD=60%。 隧道設(shè)計(jì)說(shuō)明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及遵循規(guī)范 ，隧道建筑限界按100km/h行車速度確定。 。 《壟溪隧道工程地質(zhì)勘察報(bào)告》 《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG D702004；《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范》；《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTJ00197?！豆饭こ炭拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ00489《錨噴混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》GBJ8685《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB501082001《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ14090《建筑電氣設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》JGJ1683《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB5025496~ GB5025996第二章 隧道整體設(shè)計(jì) 一般規(guī)定與設(shè)計(jì)原則 一般規(guī)定隧道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足公路交通規(guī)劃的要求，其建筑限界、斷面凈空、隧道主體結(jié)構(gòu)以及通風(fēng)、照明等設(shè)施，應(yīng)按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)近期交通量不大時(shí)，可采取一次設(shè)計(jì)分期修建。 設(shè)計(jì)原則（1）在地形、地貌、地質(zhì)、氣象、社會(huì)人文和環(huán)境等調(diào)查的基礎(chǔ)上，綜合比選隧道各軸線方案的走向、平縱線形、洞口位置等，提出推薦方案。（2）地質(zhì)條件很差時(shí)，特長(zhǎng)隧道的位置應(yīng)控制路線走向，以避免不良地質(zhì)地段；長(zhǎng)隧道的位置亦盡可能避開不良地質(zhì)地段，并與隧道的走向綜合考慮；中、短隧道可服從路線走向。（3）根據(jù)公路等級(jí)和設(shè)計(jì)速度的確定車道數(shù)和建筑限界。在滿足隧道功能和結(jié)構(gòu)良好的情況下，確定經(jīng)濟(jì)合理的斷面內(nèi)輪廓。 （4）隧道內(nèi)外平、縱線形應(yīng)協(xié)調(diào)，以滿足行車的安全、舒適要求。（5）根據(jù)隧道長(zhǎng)度、交通量及其構(gòu)成、交通方向以及環(huán)保要求等，選擇合理的通風(fēng)方式，確定通風(fēng)、照明、交通監(jiān)控等要點(diǎn)設(shè)施的設(shè)置規(guī)模。必要時(shí)特長(zhǎng)隧道應(yīng)做防火專項(xiàng)設(shè)計(jì)。（6）應(yīng)結(jié)合公路等級(jí)、隧道長(zhǎng)度、施工方法、工期和營(yíng)運(yùn)要求，對(duì)隧道內(nèi)外排水系統(tǒng)、消防結(jié)合系統(tǒng)、輔助通道、棄渣處理、管道設(shè)施、交通工程措施、環(huán)境保護(hù)等作綜合考慮。（7）當(dāng)隧道與相鄰建筑物互有影響時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)與施工中采取必要的措施。 隧道橫斷面設(shè)計(jì)原則隧道橫斷面設(shè)計(jì)原則如下所示：（1）隧道限界高度高速公路、一級(jí)公路、二級(jí)公路取5m；三、。（2）余寬設(shè)置當(dāng)設(shè)置檢修道和人行道時(shí)，不設(shè)余寬；當(dāng)不設(shè)置檢修道或人行道時(shí)，應(yīng)設(shè)不小于25cm的余寬。（3）隧道路面橫坡當(dāng)隧道為單向交通時(shí)，應(yīng)取單面坡，當(dāng)隧道為雙向交通時(shí)，可取雙面坡，坡度應(yīng)根據(jù)隧道的長(zhǎng)度，平、縱線形等因素綜合分析確定，%─%。當(dāng)路面采用單面坡時(shí)，建筑限界底邊線應(yīng)與路面重合；當(dāng)采用雙面坡時(shí)，建筑限界底邊線應(yīng)水平置于路面最高處。（4）單車道四級(jí)公路的隧道應(yīng)按雙車道四級(jí)公路修建。（5）隧道內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)隧道內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)除了應(yīng)滿足隧道限界的規(guī)定外，還應(yīng)滿足洞內(nèi)路面、排水設(shè)施、裝飾的要求，并為通風(fēng)、照明、消防、監(jiān)控管理等設(shè)施提供安裝空間，同時(shí)考慮圍巖變形、施工方法影響的預(yù)留富裕量，使確定的斷面形式及尺寸符合安全經(jīng)濟(jì)、合理的原則。（6）公路隧道的建筑限界公路隧道的建筑限界，不僅要提供汽車行駛的空間，還要考慮汽車行駛的安全、快捷、舒適和防災(zāi)，因此要求設(shè)計(jì)中應(yīng)充分研究各種車道的與公路設(shè)施之間所處的空間關(guān)系，任何部件（包括通風(fēng)、照明、安全、監(jiān)控和內(nèi)裝飾等附屬設(shè)施）均不得侵入隧道建筑限界之內(nèi)。 隧道建筑限界 公路隧道建筑限界（單位：cm）玉皇隧道為單向雙車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為100km/h，根據(jù)的有關(guān)規(guī)定：隧道建筑限界高度：H=；修道高度：m；車道寬度：m；左側(cè)向?qū)挾龋簃；右側(cè)向?qū)挾龋簃；左頂角寬度：m；右側(cè)向?qū)挾龋簃；檢修道左側(cè)：m；檢修道右側(cè)：m；路面坡度：；隧道建筑限界凈寬：m。 隧道襯砌內(nèi)輪廓設(shè)計(jì)根據(jù)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D702004）規(guī)定，隧道的內(nèi)輪廓拱部為單心半圓=570cm，側(cè)墻為大半徑圓弧=820cm，仰拱圓弧半徑=1500cm，仰拱與側(cè)墻間用一個(gè)小半徑圓弧連接=100cm。兩車道的100km/，詳圖見設(shè)計(jì)A3圖紙1。 兩車道的100km/h標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)輪廓圖（有仰拱）第三章 洞門設(shè)計(jì) 洞口地質(zhì)條件隧道入口，基巖直接出露，進(jìn)出口洞口段，地形條件差，地址條件復(fù)雜，洞頂厚度薄，為第四系沖洪積、殘坡積土層及強(qiáng)—弱風(fēng)化層，受構(gòu)造影響，巖層破碎，呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)，施工建設(shè)條件差，劃分為II類圍巖；塊石碎石狀結(jié)構(gòu)狀頁(yè)巖，劃分為III類圍巖；進(jìn)口段巖體均為全—強(qiáng)風(fēng)化細(xì)砂巖。風(fēng)化強(qiáng)烈，裂隙較發(fā)育，穩(wěn)定性較差；出口段圍巖頂板較薄，開挖施工不當(dāng)易坍塌，地表水易滲入洞。所用洞門應(yīng)洞門處仰坡應(yīng)注意防護(hù)措施，邊坡采用錨固處理。 洞門的設(shè)計(jì)方案 洞門形式的選擇本隧道按分類玉皇隧道右線屬短隧道，基本服從于路線走向，路線與地形等高線基本正交，洞門按受力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。洞門形式結(jié)合實(shí)際地形、地質(zhì)情況選定。根據(jù)洞門所處地段的地形地貌及工程地質(zhì)條件，遵從“早進(jìn)洞，晚出洞”的設(shè)計(jì)原則，并考慮洞門的實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀等因素，因此本隧道使用端墻式洞門。 端墻式洞門簡(jiǎn)圖 洞門構(gòu)造要求按《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG2004），洞門構(gòu)造要求為：（1）。（2）洞門墻應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置伸縮縫、沉降縫和泄水孔；洞門墻的厚度可按計(jì)算或結(jié)合其他工程類比確定。（3）洞門墻基礎(chǔ)必須置于穩(wěn)固地基上，應(yīng)視地基及地形條件，埋置足夠的深度，保證洞門的穩(wěn)定。，；?；茁裰蒙疃葢?yīng)大于墻邊各種溝、槽基底的埋置深度。（4）松軟地基上的基礎(chǔ)，可采取加固基礎(chǔ)措施。洞門結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足抗震要求。 驗(yàn)算滿足條件采用擋墻式洞門時(shí)，洞門墻可視為擋土墻，按極限狀態(tài)驗(yàn)算，并應(yīng)驗(yàn)算繞墻趾傾覆及沿基底滑動(dòng)的穩(wěn)定性。（《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》JTG－2004）的規(guī)定，并應(yīng)符合《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。 洞門墻設(shè)計(jì)參數(shù)仰坡坡率計(jì)算摩擦角容重基底摩擦系數(shù)基底控制壓應(yīng)力(Mpa)1：7025